高中物理第一章抛体运动3课时2实验：研究平抛运动省公开课一等奖新名师获奖课件

课时2试验：研究平抛运动第一章

3平抛运动1/34[学习目标]1.学会用试验方法描绘平抛运动轨迹.2.会判断平抛运动轨迹是不是抛物线.3.会依据平抛运动轨迹计算平抛运动初速度.2/34内容索引题型演练学以致用实训演练达标检测检测评价达标过关技能贮备明确原理提炼方法3/34技能贮备4/34一、描绘平抛运动轨迹1.试验原理用

法得到物体做平抛运动轨迹.2.试验器材(以斜槽轨道试验为例)斜槽、小球、

、图钉、

、铅垂线、铅笔、坐标纸、铁架台.描迹方木板刻度尺5/343.试验步骤(1)按图1甲所表示安装试验装置，使斜槽末端水平(小球在斜槽末端点恰好静止).(2)固定木板上坐标纸，使木板保持竖直状态，小球运动轨迹与板面平行，坐标纸方格横线呈水平方向.(3)以斜槽水平末端端口上小球球心在木板上投影点为坐标原点O，过O点画出竖直y轴和水平x轴.图16/34(4)使小球从斜槽上

位置由静止滚下，把笔尖放在小球可能经过位置上，假如小球运动中碰到笔尖，就用铅笔在该位置画上一点.用一样方法，在小球运动路线上描下若干点.(5)将坐标纸从木板上取下，从O点开始经过画出若干点描出一条_____曲线，如图乙所表示.4.注意事项(1)试验中必须调整斜槽末端切线

(将小球放在斜槽末端水平部分，若小球静止，则斜槽末端水平).同一平滑水平7/34(2)方木板必须处于

平面内，固定时要用铅垂线检验坐标纸竖线是否

.(3)小球每次必须从斜槽上

位置由静止释放.(4)坐标原点不是槽口端点，应是小球出槽口时球心在木板上投影点.(5)小球开始滚下位置高度要适中，以使小球做平抛运动轨迹由坐标纸左上角一直抵达右下角为宜.竖直同一竖直8/34二、数据处理1.判断平抛运动轨迹是不是抛物线方法一公式法(1)原理：若平抛运动轨迹是抛物线，则当以抛出点为坐标原点，建立直角坐标系后，轨迹上各点坐标应含有y＝

关系，而且同一轨迹a是一个确定值.(2)验证方法用刻度尺测量几个点x、y两个坐标，分别代入y＝ax2中求出常量a，看计算得到a值在误差允许范围内是否是一个常数.ax29/34方法二图像法建立y－x2坐标系，依据所测量各个点x、y坐标值分别计算出对应y值和x2值，在y－x2坐标系中描点，连接各点看是否在一条直线上，并求出该直线斜率即为a值.2.计算初速度在小球平抛运动轨迹上任取一点，用刻度尺测出它坐标(x，y)，利用公式y＝_____和x＝

，求出小球做平抛运动初速度v0(g已知)，多求几个点然后求出v0平均值.v0t10/34题型演练11/34例1在“研究平抛物体运动”试验中：(1)为使小球水平抛出，必须调整斜槽，使其末端切线沿水平方向，检验方法是__________________________________________.一、平抛运动试验原理与试验操作答案将小球放置在槽口处轨道上，小球能保持静止解析

斜槽末端水平时，小球在斜槽末端处于平衡状态，放在槽口能静止不动.解析(2)小球抛出点位置必须及时统计在白纸上，然后从这一点画水平线和竖直线作为x轴和y轴，竖直线是用________来确定.铅垂线解析

用铅垂线来确定竖直线最准确.12/34(3)某同学建立直角坐标系如图2所表示，设他在安装试验装置和其它操作时准确无误，只有一处失误，即是____________________________________________________.答案

坐标原点应该是小球在槽口时球心在白纸上水平投影点图2解析

描绘小球运动轨迹起始位置时应描绘球心位置，所以坐标原点应在平抛起点球心位置，即坐标原点应该是小球在槽口时球心在白纸上水平投影点.解析13/34(4)该同学在轨迹上任取一点M，测得坐标为(x，y)，则初速度测量值为________，测量值比真实值要______(选填“偏大”“偏小”或“不变”).答案偏大解析14/34计算平抛运动初速度能够分为两种情况(1)平抛轨迹完整(即含有抛出点)在轨迹上任取一点，测出该点离坐标原点水平位移x及竖直位移y，就可求出初速度v0.二、计算平抛运动初速度15/34(2)平抛轨迹残缺(即无抛出点)在轨迹上任取三点A、B、C(如图3所表示)，使A、B间及B、C间水平距离相等，由平抛运动规律可知A、B间与B、C间所用时间相等，设为t，则Δh＝hBC－hAB＝gt2图316/34例2某同学在做“研究平抛运动”试验时得到了如图4所表示运动轨迹，a、b、c三点位置在运动轨迹上已标出，则：(1)小球平抛初速度为____m/s.(g取10m/s2)答案解析

由平抛运动公式，在x轴方向上xab＝v0T，在竖直方向上hbc－hab＝gT2，代入数据解得T＝0.1s，v0＝2m/s.图42解析17/34(2)小球运动到b点时速度大小vb＝________，方向___________________.答案2.5m/s解析与x轴方向夹角为37°18/34(3)小球抛出点位置坐标x＝______cm，y＝_______cm.－10－1.25答案解析19/34依据平抛运动轨迹测定初速度时，不要随便把题目所提供第一个统计点当成平抛运动抛出点.可利用自由落体运动在竖直方向上连续相同时间内下落高度之比为1∶3∶5…关系来判断第一个统计点是否为抛出点，若不是，只能由Δh＝gT2求出时间间隔.易错警示20/34例3某同学设计了一个研究平抛运动试验.试验装置示意图如图5甲所表示，A是一块平面木板，在其上等间隔地开凿出一组平行插槽(图中P0P0′、P1P1′、…)，槽间距离均为d.把覆盖复写纸白纸铺贴在平面硬板B上.试验时依次将B板插入A板各插槽中，每次让小球从斜轨道同一位置由静止释放.每打完一点后，把B板插入后一槽中并同时向纸面内侧平移距离d.试验得到小球在白纸上打下若干痕迹点，如图乙所表示.三、创新试验设计图521/34(1)试验前应对试验装置重复调整，直到________.每次让小球从同一位置由静止释放，是为了_______________________________________.答案解析答案

看法析22/34解析

本试验把小球经过水平相等位移(即槽间距离d)，巧妙转化为题图中x轴上经过相同位移(即向纸内侧平移距离d)，而竖直方向确定落点为竖直位置，因而可画出平抛运动轨迹.依据试验设计方案，试验前应对试验装置进行调整，使斜轨道末端切线水平，以确保小球飞出时速度沿水平方向，小球做平抛运动.每次让小球从同一位置由静止释放目标是使小球每次做平抛运动初速度相同，轨迹相同.23/34(2)每次将B板向内侧平移距离d，是为了________________________.答案解析答案

看法析解析

每次将B板向内侧平移距离d是为了保持统计纸上每两点之间水平距离相同.24/34(3)在图乙中绘出小球做平抛运动轨迹.答案解析答案

看法析解析

如图所表示(注意要用平滑曲线连接).25/341.本试验中，把小球平抛运动轨迹由纸面内转换到垂直纸面平面内.2.B板每向右平移距离d，同时向纸面内侧平移距离d，使转换含有等效性.创新点评26/34达标检测27/341.(试验操作)(多项选择)在做“研究平抛运动”试验时，以下说法正确是A.安装斜槽和木板时，一定要注意木板是否竖直B.安装斜槽和木板时，只需注意小球不和木板发生摩擦C.每次试验都要把小球从同一位置由静止释放D.试验目标是描绘出小球运动轨迹，分析平抛运动规律√解析

安装斜槽和木板时，必须使斜槽末端切线水平，使木板竖直，以确保小球水平飞出和正确画出小球运动轨迹，A正确，B错误；小球每次从斜槽上同一位置由静止开始滚下，可确保小球初速度不变，C正确；由试验目标可知，D正确.√√答案解析12328/342.(试验方案设计)(多项选择)在探究平抛运动规律时，能够选取如图6所表示各种装置图，则以下操作合理是A.选取装置图甲研究平抛物体竖直

分运动时，应该用眼睛看A、B两球

是否同时落地B.选取装置图乙并要取得稳定细水柱

显示出平抛运动轨迹，竖直管上端A一定要低于水面C.选取装置图丙并要取得钢球做平抛运动轨迹，每次不一定从斜槽上同一

位置由静止释放钢球D.除上述装置外，还能够用数码摄影机每秒拍摄15帧钢球做平抛运动照片

以取得平抛运动轨迹√答案解析图6√12329/34解析

小球下落速度很快，运动时间很短，用眼睛看极难准确判断出小球落地先后次序，应听声音，选项A错误；竖直管上端A应低于水面，这是因为竖直管与空气相通，A处压强一直等于大气压强，不受瓶内水面高低影响，所以能够得到稳定细水柱，选项B正确；只有每次从同一位置由静止释放钢球，钢球做平抛运动初速度才相同，选项C错误；取得钢球做平抛运动时每秒15帧照片就等同于做平抛运动试验时在方格纸上描点方法，一样能够取得平抛运动轨迹，选项D正确.12330/343.(试验操作及速度计算)如图7所表示，在“研究平抛运动”试验中，能够描绘出小球平抛运动轨迹，试验简明步骤以下：A.让小球屡次从_____________释放，在一张印有小方

格纸上记下小球经过一系列位置，如图中a、b、c、d所表示.B.安装好器材，注意_________________，记下平抛初

位置O点和过O点水平线与竖直线.C.取下方格纸，以O为原点，以水平线为x轴，竖直线为y轴建立直角坐标系，用平滑曲线画出小球做平抛运动轨迹.(1)完成上述步骤，将正确答案填在横线上.答案图7同一位置静止斜槽末端切线水平解析12331/34解析

这种方法，需让小球重复同一个平抛运动屡次，才能统计出小球一系列位置，故